Газ із поведінкою зірки. У серці галактики знайдено об'єкти, не схожі ні на що інше в Чумацькому Шляху

Околиці надмасивної чорної діри, здавалося б, вельми дивне місце для пошуку будь-чого, проте 2020 року астрономи виявили тут одразу шість об'єктів, що оберталися навколо Стрільця А* (Sgr A*) та не були схожими на будь-що в галактиці. Ці об'єкти виявилися настільки унікальними, що їм було присвоєно абсолютно новий клас — те, що сьогодні астрономи називають G-об'єктами, пише Science Alert.

Зазначимо, що перші два об'єкти, названі G1 і G2, привернули увагу дослідників майже 20 років тому. Поступово астрономи збирали дані про їхню орбіту й дивну природу — здавалося, вони являють собою газові хмари розміром 100 астрономічних одиниць у поперечнику, що розтягуються в міру наближення до чорної діри, зі спектрами випромінювання газу та пилу. Однак G1 і G2 зовсім не поводилися як газові хмари, що поставило дослідників у глухий кут.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

За словами фізика й астронома Андреа Геза з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі, дивовижним здавалося те, що ці загадкові об'єкти мали вигляд газу, але водночас поводилися як зірки. Гез із колегами присвятили вивченню галактичного центру понад 20 років. Пізніше ці дані були використані групою вчених під керівництвом астрономки з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі Анни Чіурло — їм вдалося ідентифікувати ще чотири таких об'єкти: G3, G4, G5 і G6.

Учені виявили, що ці чотири об'єкти перебувають на орбітах, які вельми відрізняються від G1 і G2, проте всі шість об'єктів мають період обертання від 170 до 1600 років. Досі вчені достеменно не знають, чим є ці об'єкти, однак у 2014 році їм вдалося виявити підказку. За словами Геза, ситуація почала прояснюватися, коли G2 вдалося вийти неушкодженим із найближчої до чорної діри точки на його орбіті.

Гез зазначає, що під час максимального зближення цей об'єкт насправді "залишив дивний підпис". Річ у тім, що об'єкт не мав надто незвичного вигляду до моменту, поки не наблизився до чорної діри та не став витягнутим, а більша частина газу G2 виявилася розірваною на частини. По суті, вчені могли спостерігати, як об'єкт розтягнувся та викривився, а потім втратив зовнішню оболонку, однак після знову почав ставати компактнішим.

Раніше вчені вважали, що G2 — це хмара газоподібного водню, яка мала б розірватися на частини та бути поглинута Sgr A*, зробивши феєрверк надмасивної акреції чорної діри. Однак цього не сталося, і астрономи назвали цю подію "космічним провалом".

Тепер дослідники вважають, що таємниця цих об'єктів може критися в масивних подвійних зірках. Більшу частину часу ці "близнюки" проводять під замком спільної орбіти, проте часом вони можуть стикатися одне з одним, фактично утворюючи одну велику зірку. Цей процес супроводжується створенням величезної хмари пилу та газу, яка оточує нову зірку приблизно через 1 мільйон років після зіткнення. За словами Чіурло, ймовірно, щось утримувало G2 компактним і дозволило йому пережити зіткнення з чорною дірою — це свідчить про наявність зоряного об'єкта всередині G2.

Що з іншими п'ятьма G?

Дослідники вважають, що решта п'ять об'єктів також можуть бути злиттям подвійних зірок. Річ у тім, що більшість зірок у галактичному центрі дуже масивні, і більшість із них подвійні. Водночас екстремальних гравітаційних сил, що діють навколо Sgr A*, схоже, може бути достатньо, щоб дестабілізувати їхні подвійні орбіти час від часу.

За словами Геза, тепер вони з колегами вважають, що злиття зірок у Всесвіті, ймовірно, можуть відбуватися частіше, ніж раніше припускали вчені, — схоже, вони досить поширені. Дослідники вважають, що чорні діри також можуть вносити свою лепту в злиття зірок-близнюків. Ба більше, вони вважають, що безліч зірок, які дослідники бачать, але не розуміють, можуть бути продуктом злиттів, що протікають сьогодні відносно спокійно.

Дослідники зазначають, що наразі вони зосереджені на вивченні того, як еволюціонують галактики та чорні діри. Вони бачать, що взаємодія подвійних зірок одна з одною та чорними дірами сильно відрізняються від того, як поодинокі зірки взаємодіють із іншими зірками або чорними дірами.

Гез вважає, що знадобиться більше спостережень, щоб врешті-решт дослідникам вдалося розгадати таємницю об'єктів G.

Раніше Фокус писав про те, що чорна діра в центрі Чумацького Шляху вибухнула 200 років тому: як звучить відлуння цього вибуху.